"DynaSoar" és "Spirál". Az első űrsíkok sikerei és kudarcai
Több évtizeddel ezelőtt jelent meg egy rakétahajtású űrrepülő ötlete, amely képes pályára állni és repülőgépként visszatérni a Földre. Idővel fejlődése oda vezetett, hogy az ún. orbitális repülőgépek, beleértve azokat is, amelyek gyakorlati alkalmazásra találtak. Egy bizonyos ideig azonban az ezen a területen végzett munka nem tudta meghozni a kívánt eredményt. A világ vezető országai több űrrepülő-projektet is kidolgoztak, de a kísérleti berendezések tesztelésén túl nem léptek előre.
Meg kell jegyezni, hogy a Szovjetunió és az USA korai fejlesztései az űrrepülőgépek terén, bár nem vezettek alapvetően új technológia megjelenéséhez és működéséhez, mégsem voltak haszontalanok. Segítségükkel számos tudományos és tervező intézmény szakemberei szerezhették meg a szükséges tapasztalatokat, számos tanulmányt és kísérletet végezhettek, valamint meghatározhatták az űrtechnológia fejlesztésének további módjait. Az új technológiák és fejlesztések alapján hamarosan valódi, a kívánt tulajdonságokkal rendelkező űrrepülőgép-mintákat hoztak létre.
X-20 DynaSoar
Az első teljes értékű űrrepülőgép, amelynek esélye volt a tesztrepülésre, az amerikai X-20 DynaSoar. A program munkálatai 1957 őszén kezdődtek – mindössze néhány nappal az első, a Szovjetunióban készült mesterséges Föld-műhold felbocsátása után. A katonai és politikai vezetés, valamint az amerikai repülőgépipar vezetői arra a következtetésre jutottak, hogy szükség van saját űrrendszerek létrehozására, beleértve a katonai felhasználásra alkalmasakat is.
X-20 DynoSoar űrrepülőgép visszatéréskor. NASA rajz
December közepén a NACA adott otthont a rakéta- és űrtechnológia fejlesztésének szentelt konferenciának. Három fő űrhajótípust tárgyalt emberek vagy rakomány szállítására: egy kapszula pályára indítása hordozórakéta segítségével, és ballisztikus pálya mentén történő visszatérés; egy Lifting Body típusú orbiter, amely képes bizonyos manőverek végrehajtására; valamint egy teljes értékű orbitális űrrepülőgép. A megbeszélések eredményei alapján a "ballisztikus" kapszula és az űrrepülőgép koncepciójának kidolgozása mellett döntöttek.
Az év végén az Egyesült Államok Légierejének Kutatási és Fejlesztési Parancsnoksága elindított egy új programot a DynaSoar kóddal (a Dynamic Soaring rövidítése - „dinamikus tervezés”), amelyben egy űrrepülőgép fejlesztését tervezték. Megkezdődött a leendő űrrepülőgép követelményeinek kialakítása, valamint a programban való részvételre jelentkezők gyűjtése. A légierő összesen több mint száz javaslatot kapott, de csak 10 céget vonzott a program, amelyek közül néhányan a közös munka mellett döntöttek.
1958 kora tavaszán a légierő felülvizsgálta a DynaSoar rendszer tucatnyi előzetes tervét. A fejlesztő cégek különböző megközelítéseket alkalmaztak és különböző koncepciókat valósítottak meg. Ugyanakkor a projektek jelentős része bizonyos hasonlóságot mutatott. Hiperszonikus rakétarepülő megépítését tervezték, amelyet egy gyorsuló hordozórakétához kellett volna csatlakoztatni. A különbségek a repülőgép kialakításában, a fedélzeti rendszerek összetételében és a hordozórakéta architektúrájában voltak. A légierő a Boeing-Vought és a Bell-Martin cégcsoportok projektjei számára a legjobb lehetőségeket mérlegelte. Kifejlesztették őket.
A hordozórakéta és az űrrepülőgép szétválasztása. NASA rajz
A verseny győzteseinek felkutatásával párhuzamosan a katonaság egyeztetett a NACA-val: ennek a szervezetnek kellett volna tudományos és gyakorlati rendezvényeket biztosítania. A megfelelő megállapodás 1958 késő őszén jelent meg. Ezt követően a kutatási ügynökség és a cégek repülés kirendeltségei együtt dolgoztak, a légierő vezetése alatt. Ekkorra úgy döntöttek, hogy a programot több szakaszban hajtják végre - a kutatástól az űrrepülőgép harci változatának megépítéséig és teszteléséig.
1959 folyamán a két cégcsoport különböző kutatási projekteket végzett. Ebben az időszakban az ügyfél többször módosította az űrrepülőgép követelményeit. November elején a légierő kiválasztotta a verseny győztesét. A projekt legjobb változatát a Boeing és a Vought javasolta. Érdekes, hogy addigra az utóbbi jelentősen csökkentette részvételét a projektben - csak néhány egységért volt felelős a jövőbeli apparátusból. Martin is részt vett a projektben, amelynek célja a szükséges hordozórakéta fejlesztése volt.
A leendő űrrepülőgép prototípusának fejlesztése 1959 legvégén kezdődött. Ezt a munkaszakaszt Alpha fázisnak nevezték el. Az X-20 munkajelzésű űrrepülőgép megjelenésének kidolgozása konkrét eredményekre vezetett. A termék dizájnja tehát folyamatosan változott, és egyre távolabb került az alapváltozattól. Ezzel párhuzamosan megtörtént a kivitelezési és tesztelési ütemterv kidolgozása is. A megrendelő és a fejlesztő egy bizonyos időtől kezdődően két tucat próbarepülést terveztek – és ez még csak az első fázisokban van.
Az X-20 készülék elrendezése. Boeing fotók
1961 közepére a program résztvevői meghatározták a leendő rakéta- és űrkomplexum végleges formáját. Magán a hiperszonikus űrhajón kívül egy speciálisan módosított Titan IIIC hordozórakétát is tartalmazott. A hasznos teherbírású színpad helyett DynaSoar termék telepítését javasolták rá. Egy háromfokozatú rakétát egy speciális negyedik fokozattal is fel lehetne szerelni. Ennek az egységnek az űrrepülőgépen kellett volna maradnia, megoldást nyújtva néhány problémára.
Az X-20 projekt egy közepes méretű űrrepülőgép megépítését jelentette, amelynek jellegzetes megjelenése volt. Optimálisnak az alacsonyan fekvő deltaszárnyat tartották, amely fölött egy hegyes orrburkolatú törzs és egy pár oldalgerinc volt. A repülőgép vázát hőálló acélötvözetből készült és speciális kerámia panelekkel borították. Azt az elvet is alkalmazták, hogy a belső radiátorok miatt a bőrt folyadékkal hűtik. A törzs belsejében egyetlen pilótafülke, valamint egy folyékony rakétamotor és egyéb szükséges eszközök kapott helyet. A készülék hossza nem haladta meg a 11 métert, a szárnyfesztávolsága kevesebb, mint 6,5 m, saját tömege 5,16 tonna.
A korabeli javaslatok szerint az X-20 rakterében irányított rakétákat lehetne elhelyezni, hogy megtámadják a pályán vagy a Földön lévő célpontokat. Emellett nem zárták ki a szabadon eső bombák használatát sem. Amennyire ismeretes, a speciális űr-űr és űr-föld rakéták fejlesztése nem hagyta el az előzetes kutatási szakaszt.
Tesztpilóta egy földi szimulátor pilótafülkéjében. Boeing fotók
1961 szeptemberében a Boeing cég bemutatta az ügyfélnek az űrrepülőgép teljes méretű modelljét. Az ő jóváhagyása megnyitná az utat a projekt előtt egy teljes értékű prototípus elkészítéséhez. A tesztek előkészületei is zajlottak: a NASA és a légierő megkezdte a pilóták kiválasztását a jövőbeni teszteken való részvételre. Hat pilótát választottak ki egy speciális csoportba. Legalább kilenc orbitális repülést kellett végrehajtaniuk.
Ezeket a terveket azonban nem valósították meg. Már 1961 októberében, a versengő űrprogramok megjelenése kapcsán javaslatot tettek az X-20 DynaSoar projekt költségeinek csökkentésére. Ez a dokumentum a próbarepülések számának csökkentését és a repülési programok egyszerűsítését irányozta elő. Emiatt a tesztelés költségeit 920 millió dollárra tervezték csökkenteni, és 1967-re fejezték be. Érdekes, hogy ugyanebben az időszakban az egyik párhuzamos űrprogramot olyan kemény kritika érte, hogy egyszerűen bezárták.
Ennek fényében azonban nem volt ok az örömre. A DynaSoar program már jövő év februárjában átkerült a kutatás-fejlesztés kategóriába, amit az űrrepülőgép és a hozzá való rakéta fejlesztésének problémái okoztak. Emellett a finanszírozás megszerzésében és a munkaszervezésben is nehézségek adódtak. Októberben megjelent a műsorterv új változata, amely ismét kiadáscsökkentést ír elő.
DynaSoar modell és alkotói a "Boeing" cégtől. Boeing fotók
1963-ban a DynaSoar projekt új versenytárssal szembesült, a Gemini űrszonda formájában. A Pentagon összehasonlította a két fejleményt, és megpróbálta megállapítani, hogy katonai szempontból melyikük érdekesebb. Ezt követték a katonai osztályon folyó viták, amelyek ellen pletykák keringtek az X-20-on végzett munka megszüntetéséről. A Boeing azonban már tavasszal új szerződést kapott a fejlesztési munka folytatására. Ezzel párhuzamosan folytatódtak a viták a jövőbeli finanszírozásról és tesztelésről.
20. december 1963-án Robert McNamara védelmi miniszter elrendelte, hogy a DynaSoar programon végzett munkát az ASSET projekt javára fejezzék be, a finanszírozás megfelelő átirányításával. A DynaSoar program állítólag akkoriban 410 millió dollárt költött. Az első repüléshez hasonló összegekre és több évnyi munkára volt szükség. A projektre azonban nem fordították a szükséges időt és pénzt.
"Spirál"
Míg az amerikai tudomány űrrepülőgépet próbált létrehozni, a szovjet szakemberek folytatták a ballisztikus süllyedésű kapszulahajók fejlesztését, és nagyon sikeresek voltak ebben a kérdésben. Néhány évvel később azonban megkezdődtek egy orbitális repülőgép létrehozása hazánkban. A repülőgép-rendszer hazai projektjét "Spirálnak" nevezték el.
A "Spirál" repülőgép-rendszer modellje felszállási konfigurációban. Fotó: epizodsspace.airbase.ru
Ismeretes, hogy a "Spirál" téma megjelenésének egyik oka az űrrepülőgépek létrehozására vonatkozó amerikai tervekről, nevezetesen a DynaSoar projektről szóló információ volt. Ugyanakkor megjegyzendő, hogy az űrhajózás továbbfejlesztése többféleképpen is megvalósítható, többek között űrrepülőgépek létrehozásával. Így a "Spirál", bár külföldi mintákra figyelve készült, teljesen saját projektnek tekinthető, eredeti ötletek alapján.
A rakétarepülő és az űrrepülőgép elképzeléseit ötvöző rendszer kész koncepcióját 1964-ben a Légierő 30. Központi Kutatóintézete javasolta. Ez a javaslat érdekelte a légiközlekedési ágazat vezetőit, és 1965-ben megjelent egy megfelelő megbízás. Ennek megfelelően az OKB A.I. Mikoyannak egy ígéretes repülőgép-rendszert kellett kidolgoznia a "Spirál" kóddal. A témával kapcsolatos munka 1966-ban kezdődött, élükön a tervező, G.E. Lozino-Lozinsky.
A 30. Központi Kutatóintézet befejezte a munka jelentős részét, ami nagyban leegyszerűsítette a Mikoyan Tervező Iroda feladatát. Az Intézet szakemberei kialakították a leendő komplexum építészetét, meghatározták annak jellemzőit és lehetőségeit. Ennek köszönhetően a repülőgép-tervezőknek csak fejlesztési munkákat kellett végezniük. Ez a megközelítés bizonyos előnyökkel járt. Tehát a hatvanas évek közepének tervei szerint a Spirál első repülése már a következő évtized elején megtörténhet.
Repülési profil "Spirálok". ábra Epizodsspace.airbase.ru
A "Spirál" rendszer alapja egy speciális, jellegzetes megjelenésű "50-50" gyorsító repülőgép volt. Feltételezhető volt, hogy egy lecsapott szárnya és egy sor nagy tolóerejű sugárhajtóműve van. A gép felső részén egy platformot helyeztek el egy orbitális űrrepülőgép felszereléséhez, felső fokozattal. Az alapkoncepció szerint a gázpedálnak 30 km magasságig kellett felemelkednie és körülbelül M=6 sebességet fejlesztenie. Egy ilyen gép teljes hossza elérte a 38 métert, szárnyfesztávolsága 16,5 m. A teljes repülőgép-rendszer felszálló tömege 52 tonna volt.
Az "50-50" overclocker hasznos teherbírása az ún. orbitális repülőgép rakéta felső fokozattal. Javasolták egy űrrepülő megépítését a séma szerint, tartótörzssel, amelyben a gép alsó része volt a szárnysík. Maga a törzs háromszög alakú, változó keresztmetszetű volt. Az autó oldalain két oldalra zuhant repülőgép volt. A törzsön gerinc volt. A repülőgépvázat hőálló acélból javasolták; a bőr speciális kerámia bevonatot kapott. A számítások szerint a repülés bizonyos szakaszaiban a törzs orrának 1600 ° C-ra kellett felmelegednie, ami megfelelő védelmet igényelt.
Az 50-es orbitális síkot tartó- és kormánymotorokkal szerelték fel. 8 tonnás tömegével legalább 500 kg hasznos terhet tudott szállítani. Megfontolták egy orbitális elfogó és felderítés létrehozásának lehetőségét. Ezen kívül volt egy űrrepülőgép-bombázó projekt, amely 2 tonna rakományt képes szállítani. A gyorsítórepülőgép és a rakéta felső fokozata miatt a Spiral repülőgépek legalább 150 km magasságú pályákra tudtak feljutni.
Orbitális sík "50". ábra Buran.ru
Az évtized végére a Mikoyan Tervező Iroda befejezte az elméleti munka fő részét, és előkészítette a felszerelést az első gyakorlati tesztekhez. 1969 júliusában elindították a BOR-1 kísérleti berendezést („Unmanned Orbital Rocket Planer, First”), egyszerűsített kivitelben. A módosított R-1 rakéta segítségével szuborbitális pályára indítottak egy textolit siklót, 3:12 méretarányú. A termék a légkörben égett, de lehetővé tette bizonyos adatok gyűjtését. Ugyanezen év decemberében megtörtént az eltérő kialakítású és felszereltségű BOR-2 apparátus elindítása. Repülés közben a vezérlőrendszerek meghibásodtak, és a prototípus kiégett.
1970 júliusától 1972 februárjáig a BOR-2 prototípusok további három kilövésére került sor. Kettő sikerrel, egy kudarccal végződött. 1973-ban és 1974-ben két javított kivitelű BOR-3 termék tesztelésére került sor. Mindkét esetben más-más okból történt a baleset. A számos baleset és hiányosság ellenére a BOR család termékeinek tesztjei nagy mennyiségű információt adtak.
Már a BOR projekt elindítása után megjelent a parancs a Spirál témával kapcsolatos munka leállítására. Az ország vezetése úgy döntött, hogy az ipar erőit más területekre veti be. A program azonban már 1974-ben újraindult, és hamarosan új eredmények születtek. A Spiral repülőgép-rendszer létrehozásának legújabb vívmányának a 105.11 analóg repülőgépek, valamint a BOR-4 és BOR-5 keringők tekinthetők.
Az egyik BOR-3 prototípus. Fénykép Buran.ru
A "105.11" / MiG-105 a Spiral orbitális repülőgép hozzávetőleges mása volt, de csak a légkörben és szubszonikus sebességgel tudott repülni. Ezt a gépet űrrepülőgépek süllyedésének és vízszintes leszállásának tesztelésére szánták. 11. október 1976-én megtörtént a „105.11” első repülése. Az autót egy előre meghatározott magasságra és irányra hozták a Tu-95 hordozó repülőgéppel. Továbbá a prototípust leejtették, és miután leereszkedett, leszállt. Hét repülésre került sor, ezt követően a prototípus meghibásodása miatt leállították a teszteket.
A hetvenes évek közepén technikai feladat jelent meg egy ígéretes újrahasznosítható térrendszer - a leendő Energia-Buran komplexum - létrehozására. A Spiral és a Buran támogatói több évig vitatkoztak egymással, és megpróbálták megvédeni oldalukat, de hamarosan a kérdés a legmagasabb szinten megoldódott. Úgy döntöttek, hogy a spirál témát eldobják a kevésbé merész, de ígéretes Buran javára. Ugyanakkor a Mikoyan Design Bureau és a kapcsolódó vállalkozások számos fejlesztését tervezték felhasználni az új projektben.
A nyolcvanas évek elején a Buran projekt érdekében több BOR keringőt indítottak „4”-től „6”-ig. Feladatuk a leendő űrsík hővédelmének tesztelése és egyéb problémák megoldása volt. Mindezek a kísérletek hozzájárultak a Buran további munkájához. Lényeges, hogy a két repülőgép-űrrendszer-programban használt több prototípust megőriztek, és jelenleg a múzeumokban vannak.
Sikerek és kudarcok
Az ötvenes évek vége óta a világ két vezető országa űrprogramjait fejlesztve több merész űrrepülő-projektet is kidolgozott. Azonban számos ilyen vagy olyan ok miatt ezek a projektek nem tudtak messzire eljutni. A legjobb esetben csak az analóg eszközök teszteléséről volt szó.
Tapasztalt MiG-105 a Légierő Múzeumban. Fotó: Wikimedia Commons
Az X-20 DynaSoar projektet számos technikai, szervezési és egyéb probléma miatt zárták le, amelyek a feladatmeghatározás rendkívüli összetettségéből fakadtak. A tervezőknek és tudósoknak számos kritikus kérdést sikerült megoldaniuk, de ezeket a megoldásokat nem tesztelték a gyakorlatban egy teljes értékű kísérleti űrrepülőgép segítségével. Az első amerikai űrrepülőgéphez létrehozott ötletek és technológiák közül azonban sok később új projektekben is alkalmazásra talált. Mindennek a fő eredménye az Space Transportation System komplexum és annak fő eleme - az újrafelhasználható űrsikló - lett.
Történet A "Spirál" szovjet projekt és annak befejezése más volt. Egyfajta válaszként jelent meg a külföldi fejlődésre, de másképp alakult. Ráadásul sikeresebbnek bizonyult: OKB A.I. Mikoyan elvégezte a szükséges teszteket, beleértve a szuborbitális repüléseket is. A "Spirál" elutasításának fő oka az alternatív javaslatok és projektek megjelenése volt. A program keretében megvalósuló fejlesztések ugyanakkor azonnal helyet kaptak az ígéretes projektekben, illetve néhány kísérleti termék is. Valójában az egyik projekt azonnal „beolvadt” a másikba, és biztosította annak fejlődését.
Köztudott, hogy a merész, új irányokat kiváltó projektek nem mindig hozhatják meg a kívánt eredményt. Ennek ellenére az ő segítségükkel a szakemberek összegyűjtik a szükséges adatokat és értékes tapasztalatokat szereznek, melyeket aztán felhasználhatnak új projektek létrehozására. Ez lesz az első pillantásra nem a legsikeresebb programok fő eredménye. A DynaSoar és a Spiral esetében azonban a helyzet bonyolultabbnak tűnik. Az űrrepülőgépnek csak egy, az ő tapasztalataik felhasználásával készült változata érte el a teljes működést, és az is már visszavonult.
A honlapok szerint:
http://nasa.gov/
http://dtic.mil/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
http://buran.ru/
http://testpilot.ru/
http://mapsssr.ru/
http://epizodsspace.airbase.ru/
http://airwar.ru/
Meg kell jegyezni, hogy a Szovjetunió és az USA korai fejlesztései az űrrepülőgépek terén, bár nem vezettek alapvetően új technológia megjelenéséhez és működéséhez, mégsem voltak haszontalanok. Segítségükkel számos tudományos és tervező intézmény szakemberei szerezhették meg a szükséges tapasztalatokat, számos tanulmányt és kísérletet végezhettek, valamint meghatározhatták az űrtechnológia fejlesztésének további módjait. Az új technológiák és fejlesztések alapján hamarosan valódi, a kívánt tulajdonságokkal rendelkező űrrepülőgép-mintákat hoztak létre.
X-20 DynaSoar
Az első teljes értékű űrrepülőgép, amelynek esélye volt a tesztrepülésre, az amerikai X-20 DynaSoar. A program munkálatai 1957 őszén kezdődtek – mindössze néhány nappal az első, a Szovjetunióban készült mesterséges Föld-műhold felbocsátása után. A katonai és politikai vezetés, valamint az amerikai repülőgépipar vezetői arra a következtetésre jutottak, hogy szükség van saját űrrendszerek létrehozására, beleértve a katonai felhasználásra alkalmasakat is.
X-20 DynoSoar űrrepülőgép visszatéréskor. NASA rajz
December közepén a NACA adott otthont a rakéta- és űrtechnológia fejlesztésének szentelt konferenciának. Három fő űrhajótípust tárgyalt emberek vagy rakomány szállítására: egy kapszula pályára indítása hordozórakéta segítségével, és ballisztikus pálya mentén történő visszatérés; egy Lifting Body típusú orbiter, amely képes bizonyos manőverek végrehajtására; valamint egy teljes értékű orbitális űrrepülőgép. A megbeszélések eredményei alapján a "ballisztikus" kapszula és az űrrepülőgép koncepciójának kidolgozása mellett döntöttek.
Az év végén az Egyesült Államok Légierejének Kutatási és Fejlesztési Parancsnoksága elindított egy új programot a DynaSoar kóddal (a Dynamic Soaring rövidítése - „dinamikus tervezés”), amelyben egy űrrepülőgép fejlesztését tervezték. Megkezdődött a leendő űrrepülőgép követelményeinek kialakítása, valamint a programban való részvételre jelentkezők gyűjtése. A légierő összesen több mint száz javaslatot kapott, de csak 10 céget vonzott a program, amelyek közül néhányan a közös munka mellett döntöttek.
1958 kora tavaszán a légierő felülvizsgálta a DynaSoar rendszer tucatnyi előzetes tervét. A fejlesztő cégek különböző megközelítéseket alkalmaztak és különböző koncepciókat valósítottak meg. Ugyanakkor a projektek jelentős része bizonyos hasonlóságot mutatott. Hiperszonikus rakétarepülő megépítését tervezték, amelyet egy gyorsuló hordozórakétához kellett volna csatlakoztatni. A különbségek a repülőgép kialakításában, a fedélzeti rendszerek összetételében és a hordozórakéta architektúrájában voltak. A légierő a Boeing-Vought és a Bell-Martin cégcsoportok projektjei számára a legjobb lehetőségeket mérlegelte. Kifejlesztették őket.
A hordozórakéta és az űrrepülőgép szétválasztása. NASA rajz
A verseny győzteseinek felkutatásával párhuzamosan a katonaság egyeztetett a NACA-val: ennek a szervezetnek kellett volna tudományos és gyakorlati rendezvényeket biztosítania. A megfelelő megállapodás 1958 késő őszén jelent meg. Ezt követően a kutatási ügynökség és a cégek repülés kirendeltségei együtt dolgoztak, a légierő vezetése alatt. Ekkorra úgy döntöttek, hogy a programot több szakaszban hajtják végre - a kutatástól az űrrepülőgép harci változatának megépítéséig és teszteléséig.
1959 folyamán a két cégcsoport különböző kutatási projekteket végzett. Ebben az időszakban az ügyfél többször módosította az űrrepülőgép követelményeit. November elején a légierő kiválasztotta a verseny győztesét. A projekt legjobb változatát a Boeing és a Vought javasolta. Érdekes, hogy addigra az utóbbi jelentősen csökkentette részvételét a projektben - csak néhány egységért volt felelős a jövőbeli apparátusból. Martin is részt vett a projektben, amelynek célja a szükséges hordozórakéta fejlesztése volt.
A leendő űrrepülőgép prototípusának fejlesztése 1959 legvégén kezdődött. Ezt a munkaszakaszt Alpha fázisnak nevezték el. Az X-20 munkajelzésű űrrepülőgép megjelenésének kidolgozása konkrét eredményekre vezetett. A termék dizájnja tehát folyamatosan változott, és egyre távolabb került az alapváltozattól. Ezzel párhuzamosan megtörtént a kivitelezési és tesztelési ütemterv kidolgozása is. A megrendelő és a fejlesztő egy bizonyos időtől kezdődően két tucat próbarepülést terveztek – és ez még csak az első fázisokban van.
Az X-20 készülék elrendezése. Boeing fotók
1961 közepére a program résztvevői meghatározták a leendő rakéta- és űrkomplexum végleges formáját. Magán a hiperszonikus űrhajón kívül egy speciálisan módosított Titan IIIC hordozórakétát is tartalmazott. A hasznos teherbírású színpad helyett DynaSoar termék telepítését javasolták rá. Egy háromfokozatú rakétát egy speciális negyedik fokozattal is fel lehetne szerelni. Ennek az egységnek az űrrepülőgépen kellett volna maradnia, megoldást nyújtva néhány problémára.
Az X-20 projekt egy közepes méretű űrrepülőgép megépítését jelentette, amelynek jellegzetes megjelenése volt. Optimálisnak az alacsonyan fekvő deltaszárnyat tartották, amely fölött egy hegyes orrburkolatú törzs és egy pár oldalgerinc volt. A repülőgép vázát hőálló acélötvözetből készült és speciális kerámia panelekkel borították. Azt az elvet is alkalmazták, hogy a belső radiátorok miatt a bőrt folyadékkal hűtik. A törzs belsejében egyetlen pilótafülke, valamint egy folyékony rakétamotor és egyéb szükséges eszközök kapott helyet. A készülék hossza nem haladta meg a 11 métert, a szárnyfesztávolsága kevesebb, mint 6,5 m, saját tömege 5,16 tonna.
A korabeli javaslatok szerint az X-20 rakterében irányított rakétákat lehetne elhelyezni, hogy megtámadják a pályán vagy a Földön lévő célpontokat. Emellett nem zárták ki a szabadon eső bombák használatát sem. Amennyire ismeretes, a speciális űr-űr és űr-föld rakéták fejlesztése nem hagyta el az előzetes kutatási szakaszt.
Tesztpilóta egy földi szimulátor pilótafülkéjében. Boeing fotók
1961 szeptemberében a Boeing cég bemutatta az ügyfélnek az űrrepülőgép teljes méretű modelljét. Az ő jóváhagyása megnyitná az utat a projekt előtt egy teljes értékű prototípus elkészítéséhez. A tesztek előkészületei is zajlottak: a NASA és a légierő megkezdte a pilóták kiválasztását a jövőbeni teszteken való részvételre. Hat pilótát választottak ki egy speciális csoportba. Legalább kilenc orbitális repülést kellett végrehajtaniuk.
Ezeket a terveket azonban nem valósították meg. Már 1961 októberében, a versengő űrprogramok megjelenése kapcsán javaslatot tettek az X-20 DynaSoar projekt költségeinek csökkentésére. Ez a dokumentum a próbarepülések számának csökkentését és a repülési programok egyszerűsítését irányozta elő. Emiatt a tesztelés költségeit 920 millió dollárra tervezték csökkenteni, és 1967-re fejezték be. Érdekes, hogy ugyanebben az időszakban az egyik párhuzamos űrprogramot olyan kemény kritika érte, hogy egyszerűen bezárták.
Ennek fényében azonban nem volt ok az örömre. A DynaSoar program már jövő év februárjában átkerült a kutatás-fejlesztés kategóriába, amit az űrrepülőgép és a hozzá való rakéta fejlesztésének problémái okoztak. Emellett a finanszírozás megszerzésében és a munkaszervezésben is nehézségek adódtak. Októberben megjelent a műsorterv új változata, amely ismét kiadáscsökkentést ír elő.
DynaSoar modell és alkotói a "Boeing" cégtől. Boeing fotók
1963-ban a DynaSoar projekt új versenytárssal szembesült, a Gemini űrszonda formájában. A Pentagon összehasonlította a két fejleményt, és megpróbálta megállapítani, hogy katonai szempontból melyikük érdekesebb. Ezt követték a katonai osztályon folyó viták, amelyek ellen pletykák keringtek az X-20-on végzett munka megszüntetéséről. A Boeing azonban már tavasszal új szerződést kapott a fejlesztési munka folytatására. Ezzel párhuzamosan folytatódtak a viták a jövőbeli finanszírozásról és tesztelésről.
20. december 1963-án Robert McNamara védelmi miniszter elrendelte, hogy a DynaSoar programon végzett munkát az ASSET projekt javára fejezzék be, a finanszírozás megfelelő átirányításával. A DynaSoar program állítólag akkoriban 410 millió dollárt költött. Az első repüléshez hasonló összegekre és több évnyi munkára volt szükség. A projektre azonban nem fordították a szükséges időt és pénzt.
"Spirál"
Míg az amerikai tudomány űrrepülőgépet próbált létrehozni, a szovjet szakemberek folytatták a ballisztikus süllyedésű kapszulahajók fejlesztését, és nagyon sikeresek voltak ebben a kérdésben. Néhány évvel később azonban megkezdődtek egy orbitális repülőgép létrehozása hazánkban. A repülőgép-rendszer hazai projektjét "Spirálnak" nevezték el.
A "Spirál" repülőgép-rendszer modellje felszállási konfigurációban. Fotó: epizodsspace.airbase.ru
Ismeretes, hogy a "Spirál" téma megjelenésének egyik oka az űrrepülőgépek létrehozására vonatkozó amerikai tervekről, nevezetesen a DynaSoar projektről szóló információ volt. Ugyanakkor megjegyzendő, hogy az űrhajózás továbbfejlesztése többféleképpen is megvalósítható, többek között űrrepülőgépek létrehozásával. Így a "Spirál", bár külföldi mintákra figyelve készült, teljesen saját projektnek tekinthető, eredeti ötletek alapján.
A rakétarepülő és az űrrepülőgép elképzeléseit ötvöző rendszer kész koncepcióját 1964-ben a Légierő 30. Központi Kutatóintézete javasolta. Ez a javaslat érdekelte a légiközlekedési ágazat vezetőit, és 1965-ben megjelent egy megfelelő megbízás. Ennek megfelelően az OKB A.I. Mikoyannak egy ígéretes repülőgép-rendszert kellett kidolgoznia a "Spirál" kóddal. A témával kapcsolatos munka 1966-ban kezdődött, élükön a tervező, G.E. Lozino-Lozinsky.
A 30. Központi Kutatóintézet befejezte a munka jelentős részét, ami nagyban leegyszerűsítette a Mikoyan Tervező Iroda feladatát. Az Intézet szakemberei kialakították a leendő komplexum építészetét, meghatározták annak jellemzőit és lehetőségeit. Ennek köszönhetően a repülőgép-tervezőknek csak fejlesztési munkákat kellett végezniük. Ez a megközelítés bizonyos előnyökkel járt. Tehát a hatvanas évek közepének tervei szerint a Spirál első repülése már a következő évtized elején megtörténhet.
Repülési profil "Spirálok". ábra Epizodsspace.airbase.ru
A "Spirál" rendszer alapja egy speciális, jellegzetes megjelenésű "50-50" gyorsító repülőgép volt. Feltételezhető volt, hogy egy lecsapott szárnya és egy sor nagy tolóerejű sugárhajtóműve van. A gép felső részén egy platformot helyeztek el egy orbitális űrrepülőgép felszereléséhez, felső fokozattal. Az alapkoncepció szerint a gázpedálnak 30 km magasságig kellett felemelkednie és körülbelül M=6 sebességet fejlesztenie. Egy ilyen gép teljes hossza elérte a 38 métert, szárnyfesztávolsága 16,5 m. A teljes repülőgép-rendszer felszálló tömege 52 tonna volt.
Az "50-50" overclocker hasznos teherbírása az ún. orbitális repülőgép rakéta felső fokozattal. Javasolták egy űrrepülő megépítését a séma szerint, tartótörzssel, amelyben a gép alsó része volt a szárnysík. Maga a törzs háromszög alakú, változó keresztmetszetű volt. Az autó oldalain két oldalra zuhant repülőgép volt. A törzsön gerinc volt. A repülőgépvázat hőálló acélból javasolták; a bőr speciális kerámia bevonatot kapott. A számítások szerint a repülés bizonyos szakaszaiban a törzs orrának 1600 ° C-ra kellett felmelegednie, ami megfelelő védelmet igényelt.
Az 50-es orbitális síkot tartó- és kormánymotorokkal szerelték fel. 8 tonnás tömegével legalább 500 kg hasznos terhet tudott szállítani. Megfontolták egy orbitális elfogó és felderítés létrehozásának lehetőségét. Ezen kívül volt egy űrrepülőgép-bombázó projekt, amely 2 tonna rakományt képes szállítani. A gyorsítórepülőgép és a rakéta felső fokozata miatt a Spiral repülőgépek legalább 150 km magasságú pályákra tudtak feljutni.
Orbitális sík "50". ábra Buran.ru
Az évtized végére a Mikoyan Tervező Iroda befejezte az elméleti munka fő részét, és előkészítette a felszerelést az első gyakorlati tesztekhez. 1969 júliusában elindították a BOR-1 kísérleti berendezést („Unmanned Orbital Rocket Planer, First”), egyszerűsített kivitelben. A módosított R-1 rakéta segítségével szuborbitális pályára indítottak egy textolit siklót, 3:12 méretarányú. A termék a légkörben égett, de lehetővé tette bizonyos adatok gyűjtését. Ugyanezen év decemberében megtörtént az eltérő kialakítású és felszereltségű BOR-2 apparátus elindítása. Repülés közben a vezérlőrendszerek meghibásodtak, és a prototípus kiégett.
1970 júliusától 1972 februárjáig a BOR-2 prototípusok további három kilövésére került sor. Kettő sikerrel, egy kudarccal végződött. 1973-ban és 1974-ben két javított kivitelű BOR-3 termék tesztelésére került sor. Mindkét esetben más-más okból történt a baleset. A számos baleset és hiányosság ellenére a BOR család termékeinek tesztjei nagy mennyiségű információt adtak.
Már a BOR projekt elindítása után megjelent a parancs a Spirál témával kapcsolatos munka leállítására. Az ország vezetése úgy döntött, hogy az ipar erőit más területekre veti be. A program azonban már 1974-ben újraindult, és hamarosan új eredmények születtek. A Spiral repülőgép-rendszer létrehozásának legújabb vívmányának a 105.11 analóg repülőgépek, valamint a BOR-4 és BOR-5 keringők tekinthetők.
Az egyik BOR-3 prototípus. Fénykép Buran.ru
A "105.11" / MiG-105 a Spiral orbitális repülőgép hozzávetőleges mása volt, de csak a légkörben és szubszonikus sebességgel tudott repülni. Ezt a gépet űrrepülőgépek süllyedésének és vízszintes leszállásának tesztelésére szánták. 11. október 1976-én megtörtént a „105.11” első repülése. Az autót egy előre meghatározott magasságra és irányra hozták a Tu-95 hordozó repülőgéppel. Továbbá a prototípust leejtették, és miután leereszkedett, leszállt. Hét repülésre került sor, ezt követően a prototípus meghibásodása miatt leállították a teszteket.
A hetvenes évek közepén technikai feladat jelent meg egy ígéretes újrahasznosítható térrendszer - a leendő Energia-Buran komplexum - létrehozására. A Spiral és a Buran támogatói több évig vitatkoztak egymással, és megpróbálták megvédeni oldalukat, de hamarosan a kérdés a legmagasabb szinten megoldódott. Úgy döntöttek, hogy a spirál témát eldobják a kevésbé merész, de ígéretes Buran javára. Ugyanakkor a Mikoyan Design Bureau és a kapcsolódó vállalkozások számos fejlesztését tervezték felhasználni az új projektben.
A nyolcvanas évek elején a Buran projekt érdekében több BOR keringőt indítottak „4”-től „6”-ig. Feladatuk a leendő űrsík hővédelmének tesztelése és egyéb problémák megoldása volt. Mindezek a kísérletek hozzájárultak a Buran további munkájához. Lényeges, hogy a két repülőgép-űrrendszer-programban használt több prototípust megőriztek, és jelenleg a múzeumokban vannak.
Sikerek és kudarcok
Az ötvenes évek vége óta a világ két vezető országa űrprogramjait fejlesztve több merész űrrepülő-projektet is kidolgozott. Azonban számos ilyen vagy olyan ok miatt ezek a projektek nem tudtak messzire eljutni. A legjobb esetben csak az analóg eszközök teszteléséről volt szó.
Tapasztalt MiG-105 a Légierő Múzeumban. Fotó: Wikimedia Commons
Az X-20 DynaSoar projektet számos technikai, szervezési és egyéb probléma miatt zárták le, amelyek a feladatmeghatározás rendkívüli összetettségéből fakadtak. A tervezőknek és tudósoknak számos kritikus kérdést sikerült megoldaniuk, de ezeket a megoldásokat nem tesztelték a gyakorlatban egy teljes értékű kísérleti űrrepülőgép segítségével. Az első amerikai űrrepülőgéphez létrehozott ötletek és technológiák közül azonban sok később új projektekben is alkalmazásra talált. Mindennek a fő eredménye az Space Transportation System komplexum és annak fő eleme - az újrafelhasználható űrsikló - lett.
Történet A "Spirál" szovjet projekt és annak befejezése más volt. Egyfajta válaszként jelent meg a külföldi fejlődésre, de másképp alakult. Ráadásul sikeresebbnek bizonyult: OKB A.I. Mikoyan elvégezte a szükséges teszteket, beleértve a szuborbitális repüléseket is. A "Spirál" elutasításának fő oka az alternatív javaslatok és projektek megjelenése volt. A program keretében megvalósuló fejlesztések ugyanakkor azonnal helyet kaptak az ígéretes projektekben, illetve néhány kísérleti termék is. Valójában az egyik projekt azonnal „beolvadt” a másikba, és biztosította annak fejlődését.
Köztudott, hogy a merész, új irányokat kiváltó projektek nem mindig hozhatják meg a kívánt eredményt. Ennek ellenére az ő segítségükkel a szakemberek összegyűjtik a szükséges adatokat és értékes tapasztalatokat szereznek, melyeket aztán felhasználhatnak új projektek létrehozására. Ez lesz az első pillantásra nem a legsikeresebb programok fő eredménye. A DynaSoar és a Spiral esetében azonban a helyzet bonyolultabbnak tűnik. Az űrrepülőgépnek csak egy, az ő tapasztalataik felhasználásával készült változata érte el a teljes működést, és az is már visszavonult.
A honlapok szerint:
http://nasa.gov/
http://dtic.mil/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
http://buran.ru/
http://testpilot.ru/
http://mapsssr.ru/
http://epizodsspace.airbase.ru/
http://airwar.ru/
Információk